JPH0936059A - Ion implantation equipment, method of removing contaminant from its inner surface and removal device for it - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate contaminant deposited on an inner surface of an ion implantation device at that location. SOLUTION: Ions are generated from an ion source substance so as to eliminate contaminant deposited on the inner surface of an ion beam plantation device 10. This ion implantation device 10 is provided with a process that turns the ions into an ion beam 14 and moves forward the ion beam 14 analog a beam passage in a deaeration area from the ion source to an ion implantation chamber 17, a process that provides a control means 11 which controls the orbit of the ion beam in the deaeration area, a process that removes the contaminant by moving forward the ion beam in the direction which collides against the inside surface in contact with the deaeration area of the ion implantation device by using the control means and a process that eliminates the contaminated substances from the deaeration area of the ion implantation device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン注入装置の
内側表面に付着した汚染物質の除去、特にイオン注入装
置内において汚染物質を除去するためにイオンビームを
使用する方法に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the removal of contaminants adhering to the inner surface of ion implanters, and more particularly to a method of using an ion beam to remove contaminants within an ion implanter.

【０００２】[0002]

【従来の技術】イオン注入装置は、ｎまたはｐ型不純物
物質を作り出すために不純物をシリコンウェハに注入す
なわち「ドーピング」するために使用される。ｎまたは
ｐ型不純物物質は、半導体集積回路の製造に使用され
る。その名前からわかるように、イオン注入装置は所望
の不純物物質を作り出すために選択された種類のイオン
をシリコンウェハに添加する。アンチモン、ヒ素または
リン等の原料物質から発生したイオンを注入することに
よってｎ型不純物物質ウェハが製造される。ｐ型不純物
物質ウェハを望む場合は、ホウ素、ガリウムまたはイン
ジウム等の原料物質から発生したイオンを注入する。BACKGROUND OF THE INVENTION Ion implanters are used to implant or "dope" impurities into silicon wafers to create n- or p-type impurity material. The n-type or p-type impurity substance is used for manufacturing a semiconductor integrated circuit. As the name implies, an ion implanter adds ions of a selected type to a silicon wafer to create the desired impurity material. An n-type impurity substance wafer is manufactured by implanting ions generated from a source substance such as antimony, arsenic or phosphorus. If a p-type impurity material wafer is desired, ions generated from a source material such as boron, gallium or indium are implanted.

【０００３】イオン注入装置は、イオン化できる物質か
ら正荷電イオンを発生するイオン源を備えている。発生
したイオンはビームになって、所定のビーム経路に沿っ
て加速されて注入部へ進む。イオン注入装置は、イオン
源と注入部との間に延在したビーム形成及び成形構造部
を備えている。このビーム形成構造部はイオンビームを
維持して、ビームが注入部まで進む途中に通過する細長
い内部キャビティすなわち領域を定めている。注入装置
を作動させる時、イオンが空気分子と衝突することによ
って所定のビーム経路から逸れる可能性を低くするた
め、内部領域を脱気しなければならない。An ion implanter is equipped with an ion source that produces positively charged ions from an ionizable substance. The generated ions are turned into a beam, accelerated along a predetermined beam path, and proceed to the implantation part. The ion implanter includes a beam forming and shaping structure extending between the ion source and the implant. The beam forming structure maintains the ion beam and defines an elongated internal cavity or region through which the beam passes on its way to the implant. When operating the implanter, the interior region must be degassed to reduce the chance of ions escaping a given beam path by colliding with air molecules.

【０００４】最近ではイオン注入装置を平形パネルディ
スプレイの製作に使用することが提案されている。平形
パネルディスプレイはポータブルパソコンによく使用さ
れている。そのようなコンピュータのディスプレイは、
文書や図形を表示するために陰極管を設けていない。代
わりに、ガラス基材に無定形シリコン固体の被膜を設け
たものが、ディスプレイの個々の画素（ピクセル）を作
動させるための電極アレイを支持している。製造するに
は、ガラスをフォトレジストのパターンで被覆してから
注入室へ挿入して、イオン源から出たイオンビームが平
形ディスプレイを処理できるようにする。イオン注入装
置のこの使い方では、平形パネルディスプレイの全幅に
注入するためにイオンビームの断面を大きくする必要が
ある。Recently, it has been proposed to use an ion implanter in the manufacture of flat panel displays. Flat panel displays are often used in portable computers. The display of such a computer is
No cathode tube is provided to display documents or graphics. Instead, a glass substrate with a coating of amorphous silicon solids supports an array of electrodes for actuating the individual pixels of the display. To manufacture, the glass is coated with a pattern of photoresist and then inserted into the implantation chamber so that the ion beam emerging from the ion source can process the flat display. This use of the ion implanter requires a large cross section of the ion beam to implant over the full width of the flat panel display.

【０００５】既存の高電流イオン注入装置の場合、注入
部のウェハは回転支持体の表面に取り付けられる。支持
体が回転すると、ウェハがイオンビーム内を通過する。
ビーム経路に沿って移動しているイオンが回転中のウェ
ハと衝突してそれに注入される。ロボットアームが、処
理すべきウェハをウェハカセットから引き出して、その
ウェハをウェハ支持表面上に位置決めする。処理後、ロ
ボットアームがウェハをウェハ支持表面から取り外し
て、処理済みウェハをウェハカセットへ戻す。提案され
ているように平形パネルディスプレイ用にイオン注入装
置を使用する場合、パネルは支持体に取り付けられ、そ
れはイオン源の多重出口開口によって形成された拡張面
積のイオンビーム内にパネルを位置決めする。In existing high current ion implanters, the implant wafer is mounted on the surface of a rotating support. As the support rotates, the wafer passes through the ion beam.
Ions moving along the beam path collide with and are injected into the rotating wafer. A robot arm pulls the wafer to be processed from the wafer cassette and positions the wafer on the wafer support surface. After processing, the robot arm removes the wafer from the wafer support surface and returns the processed wafer to the wafer cassette. When using an ion implanter for a flat panel display as proposed, the panel is attached to a support, which positions it within the expanded area ion beam formed by the multiple exit openings of the ion source.

【０００６】イオン注入装置の作動によって、一定の汚
染物質が発生する。これらの汚染物質は、注入装置ビー
ム形成及び成形構造部のイオンビーム経路に近接した表
面やイオンビームに面するウェハ支持体の表面に付着す
る。汚染物質にはイオン源内で発生する望ましくない種
類のイオン、すなわち異なった原子質量のイオンが含ま
れている。The operation of the ion implanter produces certain contaminants. These contaminants adhere to the surface of the wafer support facing the ion beam and the surface of the implanter beam forming and shaping structure proximate the ion beam path. Contaminants include undesired types of ions generated within the ion source, ie, ions of different atomic mass.

【０００７】別の汚染物質源は、異なった種類のイオン
を連続注入作業で注入するために注入装置を作動させる
ことに起因する。同じ注入装置を異なったイオンを用い
た注入に使用することは一般的に行われている。例え
ば、ＡＭＵ（原子質量単位）が11であるホウ素イオンを
一定量のウェハに注入するために注入装置を使用する。
ホウ素注入の後に続いて、ＡＭＵが75のヒ素イオンの注
入を行う。このように異なった種類のイオンを連続的に
注入すると、第２注入ウェハが第１注入の際のイオンで
汚染されることになるであろう。これは「イオン種間の
混合汚染」と呼ばれる。Another source of contaminants results from operating the implanter to implant different types of ions in a continuous implant operation. It is common practice to use the same implanter for implants with different ions. For example, an implanter is used to implant a quantity of wafers with boron ions having an AMU (atomic mass unit) of 11.
Following the boron implant, the AMU implants 75 arsenic ions. Such successive implants of different types of ions would contaminate the second implant wafer with the ions from the first implant. This is called "mixed contamination between ionic species".

【０００８】別の汚染物質はフォトレジスト材である。
フォトレジスト材は、ウェハのイオンビーム処理前にウ
ェハ表面上に被膜を形成して、完成した集積回路上に回
路を形成する必要がある。イオンがウェハ表面に衝突す
ると、フォトレジスト被膜の粒子がウェハから離脱し
て、ウェハ支持表面またはビーム形成及び成形構造部の
内側表面に隣接した位置に沈着する。Another contaminant is photoresist material.
The photoresist material must be coated on the surface of the wafer prior to ion beam treatment of the wafer to form the circuit on the completed integrated circuit. When the ions strike the wafer surface, particles of the photoresist coating detach from the wafer and deposit at a location adjacent the wafer support surface or the inner surface of the beam forming and shaping structure.

【０００９】時間の経過に伴って、汚染物質はビーム形
成（成形）構造部及びウェハ支持表面上に蓄積して、イ
オン注入装置の性能及び処理されたウェハの品質を低下
させる。汚染物質が注入装置の構成部材の表面上に蓄積
すると、汚染物質の上層が汚染物質に衝突するイオンに
よって剥がれ落ちる、すなわち離脱して、放電を発生し
てウェハの注入を汚染する。離脱汚染物質の一部はビー
ム経路に沿って注入部まで移動して、ウェハに注入され
る。そのような汚染物質はウェハの電気特性を変化させ
る。少量の汚染物質であっても、その注入処理ウェハは
集積回路の製造上においてそれに意図された目的に対し
て不適になるであろう。Over time, contaminants accumulate on the beam forming structures and the wafer support surface, degrading the performance of the ion implanter and the quality of processed wafers. As contaminants build up on the surfaces of the implanter components, the upper layer of contaminants is flaked or detached by the ions impinging on the contaminants, creating a discharge and contaminating the wafer implant. Some of the detached contaminants travel along the beam path to the implant and are implanted in the wafer. Such contaminants change the electrical properties of the wafer. Even small amounts of contaminants will render the implanted wafer unsuitable for its intended purpose in the manufacture of integrated circuits.

【００１０】また、イオン注入装置の内側表面上に汚染
物質が蓄積することで、一定のビーム形成部材の効率が
低下する。例えば、イオンビームは、注入処理ウェハが
ビームで帯電しないように正荷電イオンビームを部分的
に中和するイオンビーム中和器を通過する。イオンビー
ム中和器は、それを通過する正荷電イオンを部分的に中
和するために二次電子放出を行う。イオンビーム中和器
の内側表面に汚染物質が蓄積されると、二次電子放出処
理が妨害される。The accumulation of contaminants on the inner surface of the ion implanter also reduces the efficiency of certain beam forming members. For example, the ion beam passes through an ion beam neutralizer that partially neutralizes the positively charged ion beam so that the implanted wafer is not charged with the beam. The ion beam neutralizer performs secondary electron emission to partially neutralize the positively charged ions passing through it. Accumulation of contaminants on the inner surface of the ion beam neutralizer interferes with the secondary electron emission process.

【００１１】注入装置内側表面に付着した汚染物質は定
期的に除去しなければならない。ビーム形成構造部やウ
ェハ支持体から汚染物質を除去するためには、イオン注
入装置を分解する必要がある。一部のドーパント材料は
有害であるため、汚染された部品は注入装置から取り出
されてクリーニング部へ運ばれる。部品表面を溶剤また
は研磨剤で擦って汚染物質を除去する。次に、注入装置
を組み立て直して、ウェハ処理を再開する前にテストを
行う。Contaminants adhering to the inner surface of the implanter must be regularly removed. The ion implanter must be disassembled to remove contaminants from the beam forming structure and the wafer support. Since some dopant materials are harmful, the contaminated parts are removed from the implanter and carried to the cleaning station. Rub the surface of the part with a solvent or abrasive to remove contaminants. The implanter is then reassembled and tested before resuming wafer processing.

【００１２】このクリーニング手順は注入装置の停止時
間の点から経済的コストが大きい。部品のクリーニング
に必要な時間に加えて、注入装置の組み立て直しには時
間が掛かる。注入装置を適正に作動させるため、注入装
置部品を正確に整合させなければならない。また、作動
前に注入装置の内部領域を再び真空にしなければならな
い。最後になるが、分解した注入装置はテストウェハに
注入してそのウェハを評価することによって品質が再確
認されるまで、その製造運転を行わないことが標準的な
操作手順である。This cleaning procedure is economically expensive in terms of downtime of the implanter. In addition to the time required to clean the parts, reassembling the injection device is time consuming. In order for the injector to work properly, the injector parts must be accurately aligned. Also, the interior area of the implanter must be evacuated again before operation. Finally, it is standard operating procedure that the disassembled implanter does not go into its production run until the quality is reconfirmed by implanting it in a test wafer and evaluating the wafer.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、イオン注入
装置の内側表面に付着している汚染物質をその場所で除
去する方法とそのための除去装置及びこの装置を組み込
んだイオン注入装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for in-situ removal of contaminants adhering to the inner surface of an ion implanter, a removal device therefor, and an ion implanter incorporating this device. Is intended.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、請求項１ないし請求項２３に記載の構を
備えている。そのようなイオン注入装置では、イオンが
イオン源材料から発生してイオンビームを形成し、それ
がビーム経路を進む。ビームから出たイオンが汚染物質
を注入装置の脱気領域から離脱させて、注入装置から除
去する。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises the features described in claims 1 to 23. In such ion implanters, ions are generated from the ion source material to form an ion beam that travels in the beam path. Ions exiting the beam dislodge contaminants from the implanter by removing them from the degassing region of the implanter.

【００１５】本発明の１つの実施例によれば、注入装置
は、注入室まで進む途中のイオンビームが通過する磁界
を発生する質量分析磁石を備えている。質量分析磁石
は、イオンビームが磁界を通過する時にイオンビームの
方向を変更できるように調整可能である。注入装置コン
トローラが、質量分析磁石のわずかなミス調整でイオン
ビームをビーム注入装置の内側表面に衝突させる。According to one embodiment of the invention, the implanter comprises a mass analysis magnet which produces a magnetic field through which the ion beam on its way to the implantation chamber passes. The mass analysis magnet is adjustable to change the direction of the ion beam as it passes through the magnetic field. An implanter controller causes the ion beam to strike the inner surface of the beam implanter with a slight misalignment of the mass analysis magnet.

【００１６】注入装置はまた、イオンビーム経路の一部
分の周囲に１組の電極を配置しており、これらを調節可
能に励起することによって、電極組を通過するイオンビ
ームの方向を変更することができる。コントローラは、
電極電位を調節することによってイオンビームをビーム
注入装置の内側壁に衝突させることができる。The implanter also arranges a set of electrodes around a portion of the ion beam path and adjustably exciting them to redirect the ion beam through the electrode set. it can. The controller is
The ion beam can be made to strike the inner wall of the beam implanter by adjusting the electrode potential.

【００１７】好都合なことに、コントローラが質量分析
磁石の調整を所定の反復パターンで変更することによっ
て、イオンビームはクリーニングすべき表面上を反復掃
引する。同様に、電極電位を反復変化させることによっ
て、イオンビームがクリーニングすべき表面上を反復掃
引することができる。Conveniently, the ion beam is repeatedly swept over the surface to be cleaned by the controller changing the adjustment of the mass analysis magnet in a predetermined repeating pattern. Similarly, by repeatedly changing the electrode potential, the ion beam can be repeatedly swept over the surface to be cleaned.

【００１８】制御手段はまた、イオンビームが通過する
二次電子放出界を発生するイオンビーム中和器を設けて
いる。中和器が励起されることによって、電子界を通過
するビームの発散が増大し、ビーム内のイオンがイオン
ビーム中和器の下流側表面及びウェハ支持表面のイオン
ビームに面する部分に衝突する。The control means also includes an ion beam neutralizer that produces a secondary electron emission field through which the ion beam passes. The excitation of the neutralizer increases the divergence of the beam passing through the electron field and causes the ions in the beam to strike the ion beam neutralizer downstream surface and the ion beam facing portion of the wafer support surface. .

【００１９】本発明の１つの実施例に従って構成された
イオン注入装置は、１つまたは複数のイオン出口開口を
備えたイオン源室からイオンを放出するイオン源を設け
ている。イオンは電極によってイオン源室から発生する
が、電極は、イオン源室を出たイオンがイオンビームを
形成するようにイオン源室の１つまたは複数の出口開口
に対して位置決めされている。イオンビーム形成構造部
は、電極構造部からイオンビームが移動する経路を形成
する脱気領域に接している。イオン注入室には、イオン
源からビーム移動経路を通ってイオン注入室まで進んだ
後に注入室に入るイオンを捕捉する加工片を支持する構
造部が設けられている。An ion implanter constructed in accordance with one embodiment of the present invention includes an ion source for ejecting ions from an ion source chamber having one or more ion outlet openings. Ions are generated from the ion source chamber by electrodes, which are positioned relative to one or more exit openings in the ion source chamber such that the ions leaving the ion source chamber form an ion beam. The ion beam forming structure is in contact with a degassing region forming a path along which the ion beam moves from the electrode structure. The ion implantation chamber is provided with a structure that supports a work piece that captures ions that have entered the implantation chamber after traveling from the ion source through the beam moving path to the ion implantation chamber.

【００２０】加工片のイオンビーム処理中に注入装置の
脱気領域に接触している汚染物質と相互作用するイオン
源材料がイオン源に導入される。注入コントローラが、
イオン源からイオン注入室までの脱気領域を通って移動
するイオンビームを制御する。ポンプが離脱汚染物質を
イオン注入装置の脱気領域から除去する。During the ion beam treatment of the workpiece, an ion source material is introduced into the ion source that interacts with contaminants in contact with the degassing region of the implanter. The injection controller
Control the ion beam traveling through the degassing region from the ion source to the ion implantation chamber. A pump removes detached contaminants from the degassing area of the ion implanter.

【００２１】好ましくは、イオン源材料には、離脱汚染
物質と化学結合してポンプで除去される揮発性の汚染物
質を形成するイオンを発生するものを用いる。[0021] Preferably, the ion source material is one that produces ions that chemically bond with the released contaminants to form volatile contaminants that are removed by the pump.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の上記及び他の目的、利点
及び特徴は、添付の図面を参照した本発明の好適な実施
の形態の詳細な説明から理解されるであろう。The above and other objects, advantages and features of the present invention will be understood from the detailed description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

【００２３】注入装置の作用 次に、図面を参照しながら説明すると、図１はイオン注
入装置10を示しており、これにはイオン源12、イオンビ
ーム14を形成及び成形する構造部13及び注入部16が設け
られている。制御電子装置11が、注入部16の注入室17内
でウェハ（図示せず）が受け取るイオン添加量を監視及
び制御する。イオンビーム内のイオンは、図１にＤで示
されている所定の所望ビーム経路を進む。ビーム経路Ｄ
には、イオン源12から注入部16までの距離をビームが進
む時に、様々な量でイオンビームが発散する。ビーム発
散によって生じる所定のビーム経路Ｄの「限界」が図１
にＤ’及びＤ”で示されている。Operation of Implanter Referring now to the drawings, FIG. 1 shows an ion implanter 10, which includes an ion source 12, a structure 13 for forming and shaping an ion beam 14, and an implant. A section 16 is provided. Control electronics 11 monitors and controls the ion dose received by the wafer (not shown) within implant chamber 17 of implant 16. Ions in the ion beam travel along a predetermined desired beam path, shown at D in FIG. Beam path D
The ion beam diverges in various amounts as the beam travels the distance from the ion source 12 to the implant section 16. The "limit" of a given beam path D caused by beam divergence is shown in FIG.
Are designated by D'and D ".

【００２４】イオン源12には、イオン源材料が噴射され
る内部領域を形成しているプラズマ室18が設けられてい
る。イオン源材料は、イオン化ガスまたは気化イオン源
材料を含むことができる。固相のイオン源材料を１対の
気化器19に投入する。次に、気化したイオン源材料をプ
ラズマ室内へ噴射する。ｎ型不純物ウェハ材を望む場
合、ホウ素、ガリウムまたはインジウムを使用する。ガ
リウム及びインジウムは固形のイオン源材料であるが、
ホウ素は気体として、一般的に三フッ化ホウ素または二
ホウ酸塩としてプラズマ室内へ噴射されるが、これはホ
ウ素蒸気圧が低すぎるために加熱するだけでは有効圧力
が生じないからである。The ion source 12 is provided with a plasma chamber 18 which forms an internal region into which the ion source material is sprayed. The ion source material can include an ionized gas or a vaporized ion source material. The solid phase ion source material is charged into the pair of vaporizers 19. Next, the vaporized ion source material is injected into the plasma chamber. If an n-type impurity wafer material is desired, boron, gallium or indium is used. Gallium and indium are solid ion source materials,
Boron is injected as a gas, generally as boron trifluoride or a diborate, into the plasma chamber because the vapor pressure of the boron is too low to heat to produce an effective pressure.

【００２５】ｐ型不純物物質を形成しようとする場合、
固形原材料としてアンチモン、ヒ素またはリンを選択で
きる。イオン源材料にエネルギを加えると、正荷電イオ
ンがプラズマ室18内に発生する。正荷電イオンは、プラ
ズマ室18の開放側に重ねられたカバープレート20の楕円
形アークスリットを通ってプラズマ室内部から出る。When forming a p-type impurity substance,
Antimony, arsenic or phosphorus can be selected as the solid raw material. When energy is applied to the ion source material, positively charged ions are generated in the plasma chamber 18. Positively charged ions exit the interior of the plasma chamber 18 through an elliptical arc slit in cover plate 20 overlying the open side of plasma chamber 18.

【００２６】イオン源材料をイオン化するためにマイク
ロ波エネルギを利用したイオン源が、1994年９月26日に
出願された米国特許出願第08/312,142号に開示されてお
り、これは本出願の譲受人に譲渡されている。米国特許
出願第08/312,142号は参考として全体が本説明に含まれ
る。イオンビーム14はイオン源12から脱気経路を通って
注入室17まで進み、注入室17も脱気されている。ビーム
経路の脱気は真空ポンプ21で行われる。An ion source utilizing microwave energy to ionize the ion source material is disclosed in US patent application Ser. No. 08 / 312,142 filed Sep. 26, 1994, which is hereby incorporated by reference. Has been transferred to the assignee. US patent application Ser. No. 08 / 312,142 is hereby incorporated by reference in its entirety. The ion beam 14 travels from the ion source 12 through the degassing path to the implantation chamber 17, and the implantation chamber 17 is also degassed. The degassing of the beam path is performed by the vacuum pump 21.

【００２７】プラズマ室18内のイオンはプラズマ室のカ
バープレート20のアークスリットから引き出されて、プ
ラズマ室のカバープレート20に近接した複数の電極24に
よって質量分析磁石22に向けて加速される。電極24はプ
ラズマ室内部からイオンを引き出して、加速して質量分
析または分解磁石22によって定められた領域内へ進め
る。電極組24には抑制電極26と、３つの球形絶縁体30
（図１には１つだけが示されている）で抑制電極26から
離された抽出電極28とが設けられている。注入装置の作
動中に、抑制電極26は負電圧で励起されて、プラズマ室
18から出たイオンの逆流を最小限に抑える。プラズマ室
18は高い正電位で制御電子装置11によって励起され、抽
出電極28は接地電位に設定されて、プラズマ室18から正
イオンを引き出す。各電極26、28は対応の半円形ディス
クで構成され、その間にイオンが通過するギャップが形
成されている。Ions in the plasma chamber 18 are extracted from the arc slit of the plasma chamber cover plate 20 and accelerated toward the mass analysis magnet 22 by the plurality of electrodes 24 adjacent to the plasma chamber cover plate 20. Electrode 24 extracts ions from the interior of the plasma chamber and accelerates them into the region defined by mass analysis or resolving magnet 22. The electrode set 24 includes a suppression electrode 26 and three spherical insulators 30.
There is an extraction electrode 28 (only one is shown in FIG. 1) separated from the suppression electrode 26. During operation of the injector, the suppression electrode 26 is excited with a negative voltage,
Minimize backflow of ions from 18. Plasma chamber
18 is excited by the control electronics 11 with a high positive potential and the extraction electrode 28 is set to ground potential to extract positive ions from the plasma chamber 18. Each electrode 26, 28 is made up of a corresponding semi-circular disc with a gap formed between them for the ions to pass through.

【００２８】イオンビーム14に沿って移動する際のイオ
ンは、イオン源12から出て、質量分析磁石22によって形
成された磁界に入る。質量分析磁石はイオンビーム形成
構造部13の一部であって、磁石ハウジング32内に支持さ
れている。磁界の強さ及び向きは制御電子装置11によっ
て制御される。質量分析磁石22は、界磁巻線（図示せ
ず）によって形成された磁石ヨーク（やはり図示せず）
を備えている。磁界は、磁石の界磁巻線を流れる電流を
調節することによって制御される。質量分析磁石22から
注入部16までのイオンビーム移動経路に沿って、イオン
ビーム14はさらに成形及び評価される。質量分析磁石ハ
ウジング32の高圧から接地された注入室17までの電位降
下によってイオンが加速される。The ions as they travel along the ion beam 14 exit the ion source 12 and enter the magnetic field formed by the mass analysis magnet 22. The mass analysis magnet is a part of the ion beam forming structure 13 and is supported in the magnet housing 32. The strength and orientation of the magnetic field is controlled by the control electronics 11. The mass analysis magnet 22 includes a magnet yoke (also not shown) formed by a field winding (not shown).
It has. The magnetic field is controlled by adjusting the current flowing through the field windings of the magnet. The ion beam 14 is further shaped and evaluated along the ion beam travel path from the mass analysis magnet 22 to the implant 16. Ions are accelerated by the potential drop from the high pressure of the mass analysis magnet housing 32 to the grounded injection chamber 17.

【００２９】質量分析磁石22は、適当な質量を備えたイ
オンだけがイオン注入部16に到達できるようにする。プ
ラズマ室18内のイオン源材料のイオン化で所望の原子質
量の正荷電イオンが発生する。しかし、所望のイオンに
加えて、イオン化処理によって適当な原子質量以外のイ
オンも一部発生する。適当な原子質量より高いか低い原
子質量のイオンは注入に適しておらず、望ましくない種
類と言える。The mass analysis magnet 22 ensures that only ions of the appropriate mass can reach the ion implanter 16. Ionization of the ion source material in the plasma chamber 18 produces positively charged ions of the desired atomic mass. However, in addition to the desired ions, some ions other than the appropriate atomic mass are generated by the ionization treatment. Ions with atomic masses higher or lower than the appropriate atomic mass are not suitable for implantation and are an undesirable type.

【００３０】質量分析磁石22によって発生する磁界によ
ってイオンビーム内のイオンが湾曲軌道で移動する。磁
界は、所望種類のイオンの原子質量と等しい原子質量を
有するイオンだけがビーム経路を注入室17まで進むよう
に形成される。。The magnetic field generated by the mass analysis magnet 22 causes the ions in the ion beam to move in a curved orbit. The magnetic field is formed such that only ions having an atomic mass equal to the atomic mass of the desired type of ions travel in the beam path to the implantation chamber 17. .

【００３１】所望種類のイオンは経路Ｄに沿って、もっ
と正確に言えば同様な荷電イオン（イオンはすべて正電
荷を有している）の反発力の結果としてある程度のビー
ム発散が常にあるためにＤ’及びＤ”によって定められ
るイオンビーム経路「エンベロープ」内を移動する。Since the ions of the desired type will always have some beam divergence along the path D, or more precisely, as a result of the repulsive forces of like charged ions (all ions having a positive charge). It traverses within the ion beam path "envelope" defined by D'and D ".

【００３２】図１において、「Ｈ」で示されている経路
は、原子質量が注入中の所望種類のイオンよりもはるか
に重い（約50％重い）望ましくないイオンの軌道経路を
示している。「Ｌ」で示されている経路は、原子質量が
注入中の所望種類のイオンよりもはるかに軽い（約50％
軽い）望ましくないイオンの軌道経路を示している。所
望種類のイオンの原子質量よりはるかに軽いか、はるか
に重い原子質量を有する望ましくないイオンは、質量分
析磁石の磁界を通過する時に所定の所望ビーム経路Ｄか
ら大きく逸れて、質量分析磁石ハウジング32に衝突す
る。In FIG. 1, the path labeled "H" represents the path of the undesired ion whose atomic mass is much heavier (about 50% heavier) than the desired type of ion being implanted. The path indicated by the "L" is much lighter in atomic mass than the desired type of ion being implanted (about 50%).
The (light) undesired ion trajectory path is shown. Undesired ions having an atomic mass that is much lighter or much heavier than that of the desired type of ion will deviate significantly from a given desired beam path D as it passes through the magnetic field of the mass analysis magnet, causing mass analysis magnet housing 32. Clash with.

【００３３】イオンビーム形成構造部13は、さらに四重
極(quadruple) レンズアセンブリ40と、回動ファラディ
ーカップ42と、イオンビーム中和器44とを有している。
四重極アセンブリ40は、イオンビーム14の周囲に向けら
れた磁石組46を備えており、それらが制御電子装置（図
示せず）によって選択的に励磁されることによってイオ
ンビーム14の高さを調節する。四重極アセンブリ40は、
室17と磁石22との間に配置されたハウジング50内に支持
されている。The ion beam forming structure 13 further includes a quadruple lens assembly 40, a rotating Faraday cup 42, and an ion beam neutralizer 44.
The quadrupole assembly 40 includes a set of magnets 46 oriented around the ion beam 14, which are selectively excited by control electronics (not shown) to increase the height of the ion beam 14. Adjust. The quadrupole assembly 40
It is supported in a housing 50 arranged between the chamber 17 and the magnet 22.

【００３４】ファラディーカップ42に面した四重極アセ
ンブリ40の端部にイオンビーム分解プレート52が連結さ
れている。分解プレート52はガラス質グラファイトで構
成されており、図３に示されている。分解プレート52に
は、イオンビーム14内のイオンが四重極アセンブリ40か
ら出る時に通過する細長い開口56が設けられている。分
解プレート52には４つの座ぐり穴58も設けられている。
ねじ（図示せず）が分解プレート52を四重極アセンブリ
40に締着する。分解プレート52で、エンベロープＤ’、
Ｄ”の幅によって定められるイオンビーム発散が最小に
なる、すなわちイオンビーム14が分解プレート開口56を
通過する位置でＤ’、Ｄ”の幅が最小になる。An ion beam decomposition plate 52 is connected to the end of the quadrupole assembly 40 facing the Faraday cup 42. The decomposition plate 52 is composed of vitreous graphite and is shown in FIG. The resolving plate 52 is provided with an elongated aperture 56 through which the ions in the ion beam 14 pass as they exit the quadrupole assembly 40. The disassembly plate 52 is also provided with four counterbore holes 58.
Screws (not shown) disassemble plate 52 into quadrupole assembly
Fasten to 40. In the disassembly plate 52, the envelope D ',
The ion beam divergence defined by the width of D "is minimized, that is, the width of D ', D" is minimized where the ion beam 14 passes through the resolving plate aperture 56.

【００３５】分解プレート52は質量分析磁石22と協働し
て、所望種類のイオンの原子質量に近いが同一ではない
原子質量の望ましくない種類のイオンをイオンビーム14
から除去する。前述したように、質量分析磁石の磁界の
強さ及び向きは、所望種類の原子質量と同じ原子質量の
イオンだけが所定の所望ビーム経路Ｄを注入部16まで進
むように制御回路11によって定められる。所望イオンの
原子質量よりはるかに大きいか、はるかに小さい原子質
量を有する望ましくない種類のイオンは大きく逸れて、
ハウジング50に衝突する。The disassembly plate 52 cooperates with the mass analysis magnet 22 to ionize the ion beam 14 of undesired species with atomic masses that are close to but not identical to the atomic mass of the desired species of ions.
Remove from As described above, the strength and direction of the magnetic field of the mass analysis magnet are determined by the control circuit 11 so that only ions having the same atomic mass as the desired kind of atomic mass travel along the predetermined desired beam path D to the implant portion 16. . An undesired type of ion with an atomic mass that is either much larger or much smaller than the atomic mass of the desired ion deviates significantly,
Collide with housing 50.

【００３６】しかし、望ましくないイオンの原子質量が
所望種類の原子質量に「近い」場合は、望ましくないイ
オンの軌道は所望ビーム経路Ｄからわずかに逸れるだけ
である。所望ビーム経路Ｄからわずかに逸れただけのそ
のような望ましくないイオンは、分解プレート52の上流
側に面した表面に衝突するであろう。時間の経過に伴っ
て、分解プレート52に衝突する望ましくない種類のイオ
ンがプレート上に蓄積する。However, if the atomic mass of the undesired ion is "close" to the atomic mass of the desired type, then the trajectory of the undesired ion will deviate slightly from the desired beam path D. Such unwanted ions, which deviate only slightly from the desired beam path D, will impinge on the upstream-facing surface of the resolving plate 52. Over time, unwanted types of ions that strike the resolving plate 52 accumulate on the plate.

【００３７】例えば、ｐ型不純物物質を生成するために
ウェハにホウ素イオンを注入することは一般的な注入装
置の作動である。所望種類の注入イオンはホウ素11を含
有するイオン、すなわち質量が11原子質量単位のホウ素
を有するイオンである。しかし、プラズマ室18内の気化
ホウ素を含むイオン化イオン源材料は、別のホウ素アイ
ソトープであるホウ素10、すなわち質量が10原子質量単
位のホウ素を有するイオンも発生することが経験からわ
かっている。ホウ素10を含むイオンは望ましくないイオ
ンである。For example, implanting boron ions into a wafer to produce a p-type impurity material is a common implanter operation. The desired type of implanted ion is an ion containing boron 11, that is, an ion having a mass of 11 atomic mass units of boron. However, experience has shown that ionized ion source materials containing vaporized boron in the plasma chamber 18 also generate ions having another boron isotope, boron 10, ie boron having a mass of 10 atomic mass units. Ions containing boron 10 are unwanted ions.

【００３８】２つのアイソトープ（ホウ素10及びホウ素
11）の原子質量は10％しか違っていないので、ホウ素10
アイソトープを含む望ましくない種類のイオンの軌道は
望ましいホウ素11イオンビーム線Ｄの軌道に近い。しか
し、質量の違いのため、ホウ素10を含むイオンは所望の
ビーム線Ｄからわずかに外れ、従って分解プレート52に
衝突する。ホウ素10アイソトープを含むイオンは、注入
部16に達してウェハに注入されることが分析プレート52
によって妨げられる。Two isotopes (boron 10 and boron 10
Since the atomic masses of 11) differ only by 10%, boron 10
The trajectories of the undesired types of ions, including isotopes, are close to the trajectories of the desired boron 11 ion beam line D. However, due to the difference in mass, the ions containing boron 10 deviate slightly from the desired beam line D and thus impinge on the resolving plate 52. Ions containing the boron 10 isotope may reach the implant 16 and be implanted into the wafer.
Hindered by

【００３９】四重極アセンブリ40は支持ブラケット60及
び支持プレート62によって支持されている。支持ブラケ
ット60はハウジング50の内側表面に連結されているのに
対して、支持プレート62は複数のねじでハウジング50の
端部に連結されている（支持プレート62をハウジング50
に締結する２つのねじ63が図２に示されている）。支持
プレート62に四重極アセンブリシールドプレート64（図
４に示されている）が取り付けられている。四重極アセ
ンブリシールドプレート64はガラス質グラファイトで形
成されており、矩形の開口66と４つの座ぐり穴68とを備
えている。座ぐり穴68にはめ込まれたねじが四重極アセ
ンブリシールドプレート64を支持プレートに固定する
（座ぐり穴68の２つに挿通されて支持プレート62内には
まった２つのねじ71が図２に示されている）。Quadrupole assembly 40 is supported by support bracket 60 and support plate 62. The support bracket 60 is connected to the inner surface of the housing 50, while the support plate 62 is connected to the ends of the housing 50 with a plurality of screws (support plate 62 is
Two screws 63 for fastening to are shown in FIG. 2). A quadrupole assembly shield plate 64 (shown in FIG. 4) is attached to the support plate 62. The quadrupole assembly shield plate 64 is made of vitreous graphite and has a rectangular opening 66 and four counterbore holes 68. Screws fitted in the counterbore 68 secure the quadrupole assembly shield plate 64 to the support plate (two screws 71 inserted into the two counterbores 68 and fitted into the support plate 62 are shown in FIG. 2). It is shown).

【００４０】四重極アセンブリシールドプレート64は、
質量分析磁石磁界を通過した後にハウジング50と衝突す
ることを避けることができるほどに十分に所望種類のイ
オンの原子質量に「近い」が、磁界によって分解プレー
ト52と衝突するイオンよりも大きく逸れるほどに所望種
類のイオンの原子質量とは異なっている原子質量を有す
る望ましくないイオンの衝突から四重極アセンブリ40を
保護する。注入装置10の作動中に、四重極アセンブリシ
ールドプレート64の上流側に面する表面に衝突する望ま
しくないイオンがプレート上に蓄積する。The quadrupole assembly shield plate 64 is
Mass analysis magnet "close enough" to the atomic mass of the desired type of ions to avoid colliding with the housing 50 after passing through the magnetic field, but deviated more than the ions colliding with the decomposition plate 52 by the magnetic field. In addition, it protects the quadrupole assembly 40 from collisions of undesired ions with atomic masses that differ from the atomic masses of the desired type of ions. During operation of implanter 10, unwanted ions that impinge on the upstream-facing surface of quadrupole assembly shield plate 64 accumulate on the plate.

【００４１】図１に示されているように、ファラデーカ
ップ42は四重極アセンブリ40とイオンビーム中和器44と
の間に配置されている。ファラデーカップは、ビーム特
性を測定するためにイオンビーム14を遮る位置へ回動で
きるように、ハウジング50に回動可能に連結されてい
る。ビーム特性がイオン注入に満足できるものであると
制御電子装置11が決定すると、電子装置11は注入室17で
のウェハ注入を邪魔しないようにファラデーカップをビ
ーム線から離れた位置へ搖動させる。As shown in FIG. 1, the Faraday cup 42 is located between the quadrupole assembly 40 and the ion beam neutralizer 44. The Faraday cup is pivotally connected to the housing 50 so that it can be pivoted to a position that intercepts the ion beam 14 for measuring beam characteristics. When the control electronics 11 determine that the beam characteristics are satisfactory for ion implantation, the electronics 11 swing the Faraday cup away from the beam line so as not to interfere with wafer implantation in the implantation chamber 17.

【００４２】ビーム形成構造部13は、一般的に電子シャ
ワーと呼ばれるイオンビーム中和器44も設けている。19
92年11月17日にベンベニスト(Benveniste)に許可された
米国特許第5,164,599 号がイオン注入装置内の電子シャ
ワー装置を開示しており、その開示内容全体が参考とし
て本説明に含まれる。プラズマ室18から引き出されたイ
オンは正帯電している。イオンビームの実効正電荷がウ
ェハの注入前に中和されない場合、ドーピングを行った
ウェハは実効正電荷を示す。第5,164,599 特許に記載さ
れているように、そのようなウェハ上の実効正電荷は望
ましくない特性を備えている。The beam forming structure 13 is also provided with an ion beam neutralizer 44 which is generally called an electron shower. 19
US Pat. No. 5,164,599 granted to Benveniste on Nov. 17, 1992 discloses an electronic shower device within an ion implanter, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. The ions extracted from the plasma chamber 18 are positively charged. If the net positive charge of the ion beam is not neutralized prior to implanting the wafer, then the doped wafer exhibits a net positive charge. As described in the 5,164,599 patent, the net positive charge on such a wafer has undesirable characteristics.

【００４３】図５に示されているイオンビーム中和器44
は、バイアス開口70と、ターゲット72と、延長管74とを
備えている。バイアス開口70、ターゲット72及び延長管
74の各々は中空であって、組み付けた時に開放端部を有
する円筒形内部領域を形成し、それをイオンビーム14が
通過して、二次電子放出によって中和される。中和器44
は、ハウジング50に接続した取り付けフランジ76によっ
てハウジング50に対して位置決めされている。The ion beam neutralizer 44 shown in FIG.
Includes a bias opening 70, a target 72, and an extension tube 74. Bias opening 70, target 72 and extension tube
Each of the 74's is hollow and when assembled forms a cylindrical interior region with an open end through which the ion beam 14 passes and is neutralized by secondary electron emission. Neutralizer 44
Are positioned relative to the housing 50 by a mounting flange 76 connected to the housing 50.

【００４４】取り付けフランジ76からは、バイアス開口
70用の支持部材78が延出している。ターゲット72が支持
部材78に固定されている。延長管74がターゲット72に結
合されているが、それから電気的に絶縁されている。延
長管74はアース端子Ｇに接続して接地されている。バイ
アス開口70は負電荷Ｖ−によって励起される。支持部材
78は冷却流体の循環用の内部通路（図示せず）を形成し
ている。Bias opening from mounting flange 76.
A support member 78 for 70 extends. The target 72 is fixed to the support member 78. An extension tube 74 is coupled to the target 72, but is electrically isolated therefrom. The extension pipe 74 is connected to the ground terminal G and grounded. Bias aperture 70 is excited by negative charge V-. Support member
78 forms an internal passage (not shown) for circulating the cooling fluid.

【００４５】支持部材78はまた、１組のフィラメント
（図示せず）に電気接続されたフィラメント送り80を支
持している。フィラメントはターゲット72内へ延出し
て、励起時に高エネルギ電子を放出し、それらは加速さ
れてターゲット72の内部領域内へ送り込まれる。高エネ
ルギ電子はターゲット72の内部壁に衝突する。高エネル
ギ電子がターゲットの内側壁に衝突する結果、低エネル
ギ電子が放出される、すなわち言い換えると二次電子放
出が生じる。The support member 78 also supports a filament feed 80 electrically connected to a set of filaments (not shown). The filaments extend into the target 72 and emit high energy electrons upon excitation, which are accelerated into the interior region of the target 72. The high energy electrons strike the inner wall of the target 72. The impact of high energy electrons on the inner wall of the target results in the emission of low energy electrons, or in other words secondary electron emission.

【００４６】イオンビーム14内の正荷電イオンがバイア
ス開口70の内部領域内に形成された負に帯電した電界を
通過する時、ビームはビーム発散度を増加させる。正荷
電イオンは、同種の電荷とは互いに対して固有反発力を
備えている。ビーム14がバイアス開口を通過すること
で、ビーム発散が増加する。As the positively charged ions in the ion beam 14 pass through the negatively charged electric field created in the interior region of the bias aperture 70, the beam increases the beam divergence. Positively charged ions have an inherent repulsive force with respect to each other with the same type of charges. Beam divergence increases as beam 14 passes through the bias aperture.

【００４７】イオンビーム14内のイオンと残留ガス原子
との衝突によって低エネルギ電子が発生し、それが高密
度イオンビームの搬送を可能にする。この空間電荷中和
にもかかわらず、ビーム電位は所望以上に高くなる。ド
ーピング処理したウェハ上にエッチングされた回路（図
示せず）は、高すぎるビーム電位から正荷電による破損
を受けやすい。イオンビーム中和器44によって発生した
低エネルギ二次電子が正荷電イオンビーム14に引き付け
られて、さらにビーム電位を低下させる。これによって
回路の荷電破損の可能性が低減する。バイアス開口70
は、ウェハ上に蓄積した正電荷が中和電子のイオンビー
ム中和器44の上流側でイオンビーム14を減損させること
を防止するゲートとして機能する。そのような減損が発
生すれば、空間電荷のためにイオンビーム14が拡大して
搬送が非常に非効率的になる。The collisions of the ions in the ion beam 14 with the residual gas atoms produce low energy electrons which enable the transport of a high density ion beam. Despite this space charge neutralization, the beam potential becomes higher than desired. Circuitry (not shown) etched on the doped wafer is susceptible to positive charge damage from too high a beam potential. The low-energy secondary electrons generated by the ion beam neutralizer 44 are attracted to the positively charged ion beam 14, further lowering the beam potential. This reduces the possibility of charge damage to the circuit. Bias opening 70
Serves as a gate that prevents the positive charge accumulated on the wafer from depleting the ion beam 14 upstream of the ion beam neutralizer 44 of neutralizing electrons. If such depletion occurs, the ion beam 14 expands due to the space charge and the transportation becomes very inefficient.

【００４８】ガス送り管82が取付けプレート76及びター
ゲット72を貫通している。低濃度のアルゴンガスがガス
送り管82でターゲットの内部領域に噴射される。アルゴ
ンガスの存在で二次電子の放出が促進される。A gas feed tube 82 passes through the mounting plate 76 and the target 72. A low-concentration argon gas is injected into the inner area of the target by the gas feed pipe 82. The presence of argon gas promotes the emission of secondary electrons.

【００４９】図１に示されているように、延長管の下流
側端部は、ウェハ支持体83（図８）によって支持された
ウェハにイオンが注入される注入室17に隣接している。
ウェハには多くの場合に選択的にイオンビーム処理前に
フォトレジスト材の被膜が設けられる。フォトレジスト
は主に炭化水素材である。イオンがウェハ表面に衝突す
ると、フォトレジスト被膜の粒子がウェハから離脱し
て、ウェハ支持体83上に付着する。延長管74が注入室17
に隣接しているため、注入装置の作動中にフォトレジス
トが延長管74の内外表面上でも濃縮される。As shown in FIG. 1, the downstream end of the extension tube is adjacent the implant chamber 17 in which ions are implanted into the wafer supported by the wafer support 83 (FIG. 8).
The wafers are often selectively coated with a photoresist material prior to ion beam treatment. Photoresist is mainly a hydrocarbon material. When the ions strike the wafer surface, the particles of the photoresist coating detach from the wafer and adhere to the wafer support 83. Extension tube 74 is the injection chamber 17
The photoresist is also concentrated on the inner and outer surfaces of the extension tube 74 during operation of the implanter due to its proximity to the.

【００５０】注入室17内にディスク形ウェハ支持体83が
回転可能に支持されている。処理すべきウェハは室17内
へ挿入されて、ウェハ支持体の周縁部付近に位置決めさ
れ、支持体はモータ（図示せず）で約1200ＲＰＭで回転
する。イオンビーム14が円形経路で回転中のウェハに衝
突してそれを処理する。注入部16はハウジング50に対し
て回動可能であり、それに可撓性ベローズ92（図１）で
連結されている。注入部16が回動できることによって、
ウェハ注入表面に対するイオンビーム14の入射角を調節
することができる。A disk-shaped wafer support 83 is rotatably supported in the injection chamber 17. The wafer to be processed is inserted into chamber 17 and positioned near the periphery of the wafer support, which is rotated by a motor (not shown) at about 1200 RPM. The ion beam 14 impinges on the rotating wafer in a circular path to process it. The injection section 16 is rotatable with respect to the housing 50 and is connected thereto by a flexible bellows 92 (Fig. 1). By being able to rotate the injection part 16,
The angle of incidence of the ion beam 14 on the wafer implantation surface can be adjusted.

【００５１】注入装置の現場クリーニング 注入装置10の作動中に、ドーパント材料及び望ましくな
い種類のイオンの形の汚染物質がイオンビーム14に近接
した注入装置部材の表面上に、例えば分解プレート52の
上流側に面した表面や四重極アセンブリシールドプレー
ト64の上流側に面した表面上に蓄積する。また、ビーム
中和器のイオンビーム中和器ターゲット72及び延長管74
の内側表面にフォトレジスト材が蓄積する。In-situ Cleaning of the Implanter During operation of the implanter 10, dopant material and contaminants in the form of undesired species of ions are deposited on the surface of the implanter member proximate the ion beam 14, eg upstream of the decomposition plate 52. Accumulation on the side-facing surface or the upstream-facing surface of the quadrupole assembly shield plate 64. Also, the ion beam neutralizer target 72 and extension tube 74 of the beam neutralizer
Photoresist material accumulates on the inner surface of the.

【００５２】イオンビーム中和器44上に蓄積した残留フ
ォトレジストはその装置の適正な作動を妨害する。分解
プレート52及び四重極アセンブリシールドプレート64上
に蓄積した汚染物質は最終的には剥がれて、放電及び粒
子の問題を発生する。また、分解プレート開口56の周囲
に蓄積した残留物によって、ビーム経路Ｄ’、Ｄ”の外
側限界付近の望ましいイオンが蓄積残留物に衝突してそ
れを離脱させる。残留物にビームが衝突することで、イ
オン及び中和原子の両方がスパッタリングで離脱する。
この離脱イオンは後段分析加速場で加速され、そのため
にウェハに注入されるようになることがある。離脱した
中和原子はウェハ表面へ漂着して埋め込まれる可能性が
ある。Residual photoresist accumulated on the ion beam neutralizer 44 interferes with proper operation of the device. The contaminants that accumulate on the disassembly plate 52 and the quadrupole assembly shield plate 64 eventually come off, creating discharge and particle problems. Also, the residue accumulated around the decomposition plate aperture 56 causes desirable ions near the outer limits of the beam paths D ′, D ″ to strike and desorb the accumulated residue. Thus, both ions and neutralizing atoms are released by sputtering.
The detached ions are accelerated in the post-analysis accelerating field and may be injected into the wafer for that reason. The released neutralizing atoms may be drifted and embedded in the wafer surface.

【００５３】分解プレート52の上流側に面した表面や四
重極アセンブリシールドプレート64の上流側に面した表
面やイオンビーム中和器44の内側表面上に蓄積した汚染
物質は、イオンビーム14の方向を変えてイオンビームを
クリーニングすべき表面上の汚染物質に衝突させること
によって現場クリーニングすることができる。方向変更
イオンビームに沿って移動したイオンは汚染物質に衝突
してそれらを離脱させる。イオンビーム14の方向変更
は、好ましくは質量分析磁石22の調整を変更ことによっ
て行われ、それがイオンビームをクリーニングすべき内
側表面に衝突する方向に向ける。Contaminants that have accumulated on the upstream surface of the disassembly plate 52, the upstream surface of the quadrupole assembly shield plate 64, and the inner surface of the ion beam neutralizer 44 are collected by the ion beam 14. In-situ cleaning can be accomplished by changing direction and impinging the ion beam on contaminants on the surface to be cleaned. Ions that travel along the redirected ion beam strike contaminants and cause them to leave. Redirection of the ion beam 14 is preferably done by changing the adjustment of the mass analysis magnet 22 which directs the ion beam to impinge on the inner surface to be cleaned.

【００５４】磁石22の調整（チューニング）変更は、制
御電子装置11によって磁石22の界磁巻線を流れる電流を
変化させることで行われる。好都合なことに、制御電子
装置は磁気コイルを流れる電流を連続変化する反復パタ
ーンで調節するようにプログラムされ、それによってイ
オンビーム15は、注入装置の内側表面のクリーニングす
べき領域を反復掃引することができる。クリーニング領
域には、その領域の表面に付着しているすべての汚染物
を離脱させることができる十分な回数の掃引が行われ
る。The adjustment (tuning) of the magnet 22 is changed by changing the current flowing through the field winding of the magnet 22 by the control electronic device 11. Conveniently, the control electronics are programmed to adjust the current through the magnetic coil in a continuously varying repetitive pattern such that the ion beam 15 repetitively sweeps the area to be cleaned of the inner surface of the implanter. You can The cleaning area is swept a sufficient number of times to dislodge all contaminants adhering to the surface of the area.

【００５５】あるいは、電極組24の抑制電極26に加えら
れるバイアス電圧を反復パターンで変化させることによ
って、イオンビーム14の方向を変更してそれがクリーニ
ング領域を掃引して汚染物質に衝突するようにしてもよ
い。Alternatively, by changing the bias voltage applied to the suppression electrodes 26 of the electrode set 24 in a repeating pattern, the direction of the ion beam 14 is changed so that it sweeps through the cleaning area and strikes contaminants. May be.

【００５６】注入装置10の作動中、多くの場合にアルゴ
ンガスがイオンを発生するためにプラズマ室へ導入され
る原料ガスとして使用される。イオンビームで汚染物を
クリーニングする場合、アルゴンをイオンビーム原料ガ
スとして使用することは望ましくないことがわかってい
る。アルゴンはスパッタリングだけで汚染物質を離脱さ
せる。しかし、スパッタリングされた物質の一部が凝縮
によって他の注入装置表面に再付着する。このため、ア
ルゴンイオンビームを使用した注入装置部材の現場クリ
ーニングでは、真空ポンプで注入装置から除去できる前
に付着する場合、汚染物質が再分散することになるであ
ろう。During operation of implanter 10, argon gas is often used as the source gas introduced into the plasma chamber to generate ions. It has been found that the use of argon as the ion beam source gas is undesirable when cleaning contaminants with ion beams. Argon releases contaminants only by sputtering. However, some of the sputtered material redeposits on other implanter surfaces due to condensation. Thus, in-situ cleaning of implanter components using an argon ion beam will result in redispersion of contaminants if they deposit before they can be removed from the implanter by a vacuum pump.

【００５７】現場クリーニングを行う時には原料ガスと
してアルゴンを使用する代わりに、酸素、水素、フッ素
等の反応性ガスを原料ガスとして使用する。そのような
イオンビームで汚染物質を離脱させると、イオンビーム
14内のイオンと汚染物質との間に化学反応が起きる。そ
の化学反応によって、揮発性の汚染物質が生成される。
この揮発性の汚染物質は真空ポンプ21で注入装置から吸
い出して注入装置の外へ排除することができる。例え
ば、ホウ素10が分解プレート52に付着した汚染物質であ
る場合、原料ガスとして水素を使用すると、離脱汚染物
質がＢ₂ Ｈ₆ に変化し、これは注入装置から容易に汲み
出すことができる。あるいは、フッ素を原料ガスとして
使用した場合、離脱したホウ素10汚染物質はＢＦ₃ に変
化して、注入装置から汲み出されるであろう。When performing on-site cleaning, a reactive gas such as oxygen, hydrogen, or fluorine is used as a source gas instead of argon as a source gas. When the contaminants are released by such an ion beam, the ion beam
A chemical reaction occurs between the ions in 14 and the contaminant. The chemical reaction produces volatile pollutants.
This volatile pollutant can be sucked out of the injection device by the vacuum pump 21 and removed outside the injection device. For example, if boron 10 is a contaminant attached to decomposition plate 52, the use of hydrogen as the source gas changes the detached contaminant to B ₂ H ₆ , which can be easily pumped from the implanter. Alternatively, if fluorine is used as the source gas, the desorbed boron 10 contaminants will convert to BF ₃ and be pumped from the implanter.

【００５８】炭化水素原子を含有している一部のフォト
レジスト汚染物質の場合、酸素を原料ガスとして使用す
ることができる。離脱したフォトレジスト材はＣＯ₂ と
Ｈ₂2に変化する。In the case of some photoresist contaminants containing hydrocarbon atoms, oxygen can be used as the source gas. The removed photoresist material changes into CO ₂ and H ₂ .

【００５９】磁石22のチューニング変更に加えて、イオ
ンビームを発散させることによってイオンビーム14が衝
突して掃引する面積を増加させることもできる。バイア
ス開口70をオンにし、ターゲット72をオフにした状態で
電子シャワー44を作動させることによって、ビームを発
散させることができる。この作動モードはバイアス開口
70を通過するイオンビーム14を「ブローアップ」させ、
イオンビームはその後にターゲット72及び延長管74内を
通過する時に電子放出で中和されないので、イオンは正
荷電されたままとなり、延長管内及び延長管の下流では
イオンが同じ電荷であるためにさらにもっと広く発散し
ようとする。In addition to changing the tuning of the magnet 22, it is possible to increase the area over which the ion beam 14 collides and sweeps by diverging the ion beam. The beam can be diverged by operating the electron shower 44 with the bias aperture 70 on and the target 72 off. This mode of operation is bias opening
"Blow up" the ion beam 14 passing through 70,
Since the ion beam is not neutralized by electron emission as it subsequently passes through the target 72 and the extension tube 74, the ions remain positively charged, and the ions in the extension tube and downstream of the extension tube are further charged because of the same charge. Try to diverge more widely.

【００６０】化学反応ガスイオンを使用して汚染物を離
脱させる方法は、ニューヨーク、オレンジバーグのマテ
リアルズ・リサーチ・コーポレーション(Materials Res
earch Corporation)が1984年に著作権を所有したダビッ
ド・Ｃ．ヒンソン(David C.Hinson) 博士の「プラズマ
の基礎」(Basics of Plasmas) と題する論文に説明され
ており、これは参考として本説明に含まれる。A method of desorbing contaminants using chemically reactive gas ions is described in Materials Research Corporation of Orangeburg, NY.
earch Corporation) copyrighted in 1984 by David C. It is described in a paper entitled "Basics of Plasmas" by Dr. David C. Hinson, which is hereby incorporated by reference.

【００６１】拘束プラズマでは、自由電子がプラズマを
取り囲む導電性表面へ逃げようとして、プラズマからこ
れらの表面へ向かう実効負電流を生じる。そのプラズマ
内のこの負電荷損失によってプラズマが正電位Ｖp まで
帯電する。電子はイオンと再結合するので、正荷電イオ
ンと電子とは同一体積内に決して共存できない。これは
すなわち、プラズマを維持するため、イオン及び電子を
外部エネルギ源によってプラズマ内に常に発生させてい
なければならないことを意味している。In a confined plasma, free electrons try to escape to the conductive surfaces that surround the plasma, creating an effective negative current from the plasma toward these surfaces. This negative charge loss in the plasma charges the plasma to a positive potential Vp. Since electrons recombine with ions, positively charged ions and electrons can never coexist in the same volume. This means that ions and electrons must always be generated in the plasma by an external energy source in order to maintain the plasma.

【００６２】プラズマ暗黒部シースは、プラズマを包囲
して、そのプラズマからの電子損失を遅らせるために電
界が形成されている領域であると言える。このシースは
プラズマを包囲している導電体に電位を加えることによ
って生じる。暗黒部シース内では、電子が外部印加電圧
または大地に対するプラズマの電位の電界によって「拒
絶」される。この領域は、グロー放電と呼ばれる光を発
するためにイオンと再結合できる電子が欠如しているた
めに暗黒部と呼ばれる。It can be said that the plasma dark part sheath is a region surrounding the plasma and forming an electric field for delaying electron loss from the plasma. The sheath is created by applying an electric potential to the conductor surrounding the plasma. Within the dark sheath, electrons are "rejected" by an externally applied voltage or electric field at the potential of the plasma relative to ground. This region is called the dark part due to the lack of electrons that can recombine with the ions to give off a light called glow discharge.

【００６３】プラズマ内のイオンが、暗黒部シース界に
よって境界表面に向けて加速される。反応性イオンエッ
チングでは、化学反応性ガスイオンがエッチング表面に
向けられ、そこで表面材料と結合して揮発性化合物を形
成し、それがガスと共に汲み出される。イオンビーム14
内のイオンはイオン源から注入室へ移動するために注入
装置の表面に衝突するので、イオン注入装置ではイオン
に作用する「暗黒部」の吸引力がさほど重要ではない。Ions in the plasma are accelerated toward the boundary surface by the dark sheath field. In reactive ion etching, chemically reactive gas ions are directed to the etching surface where they combine with the surface material to form volatile compounds that are pumped with the gas. Ion beam 14
In the ion implanter, the attraction of the "dark area" that acts on the ions is less important because the ions inside impact the surface of the implanter as they travel from the ion source to the implant chamber.

【００６４】クリーニングすべき表面へイオンを引き付
ける方法のこの背景を踏まえて、イオン注入室の拡大断
面図である図８を参照しながら説明する。注入室17が内
側壁110 で形成されており、ウェハ支持体83の領域から
離れた位置に切り欠き部112が設けられている。イオン
反応クリーニングの第１技法によれば、支持体83が負の
対電極として使用されている。この場合、金属支持体83
がイオン衝撃を受けてクリーニングされる。第２技法で
は、切り欠き部112 内に支持された導電性電極120 を追
加して、ディスク83を注入室17から電気絶縁状態に維持
しながら電極120 に電気バイアスを掛けることによって
陽極として使用する。この第２技法は、ディスク83及び
注入室内部を共に陰極にして、注入室内部及びウェハの
ディスク支持体の両方をクリーニングすることができ
る。これには絶縁電気フィードスルー122 と高圧入力部
124 とが必要である。高圧入力部は約200 ボルトの電圧
を与え、注入室及び支持ディスクは接地されている。With this background of the method of attracting ions to the surface to be cleaned, an explanation will be given with reference to FIG. 8 which is an enlarged sectional view of the ion implantation chamber. The injection chamber 17 is formed by the inner side wall 110, and the notch 112 is provided at a position away from the region of the wafer support 83. According to the first technique of ion reactive cleaning, the support 83 is used as the negative counter electrode. In this case, the metal support 83
Are subjected to ion bombardment and cleaned. In the second technique, a conductive electrode 120 supported within the notch 112 is added to serve as an anode by electrically biasing the electrode 120 while keeping the disk 83 electrically isolated from the injection chamber 17. . This second technique allows both the disk 83 and the interior of the implant chamber to be cathodic, cleaning both the interior of the implant chamber and the disc support of the wafer. This includes an isolated electrical feedthrough 122 and a high voltage input.
124 is required. The high voltage input provides a voltage of about 200 volts and the injection chamber and supporting disc are grounded.

【００６５】ビーム線のイオン源から注入室までの他の
部分でも、ビーム14に直接的には隣接していない表面へ
イオンを引き付けるために相対バイアスを掛けることが
できる。ビーム中和器40は、その部材へのイオンの吸引
を制御するために相対バイアスを掛けることができる電
気接続部を備えている。また、残留汚染物のクリーニン
グを行うために、イオン源12に近接した電極24、26、28
に相対バイアスを掛けて、イオン源が放出するイオンを
引き付けることができるようにしてもよい。Other portions of the beamline from the ion source to the implantation chamber can also be relatively biased to attract ions to surfaces not directly adjacent to beam 14. Beam neutralizer 40 includes electrical connections that can be biased relative to control the attraction of ions to its components. Also, the electrodes 24, 26, 28 adjacent to the ion source 12 are used to clean residual contaminants.
May be relatively biased to attract the ions emitted by the ion source.

【００６６】図６及び図７は、平形パネルディスプレイ
のイオン注入に用いるイオン注入装置200 を示してい
る。平形パネル202 はロードロック204 によって処理室
210 内へ送り込まれ、イオン注入中は処理室が脱気され
ている。パネルは、図１〜図５に説明した注入装置10で
処理するシリコンウェハよりはるかに大きい寸法であ
る。例えば、不定形シリコンで被覆したガラスパネルの
寸法は約55×80cmにすることができる。6 and 7 show an ion implantation apparatus 200 used for ion implantation of a flat panel display. Flat panel 202 is processed by load lock 204
It is sent into 210 and the processing chamber is degassed during ion implantation. The panel is much larger than the silicon wafers processed by the implanter 10 described in Figures 1-5. For example, the dimensions of a glass panel coated with amorphous silicon can be about 55 x 80 cm.

【００６７】注入装置200 にはイオン化ガスプラズマを
発生するためのイオン源室220 が設けられている。イオ
ン源室220 内のイオンは多重開口から出てそれぞれイオ
ンビーム片となり、それらが結合して注入室内のパネル
202 の小さい方の寸法よりわずかに広い幅のリボン形の
イオンビーム222 を形成する。The implanter 200 is provided with an ion source chamber 220 for generating ionized gas plasma. Ions in the ion source chamber 220 emerge from the multiple apertures to form ion beam fragments, which combine to form panels in the implantation chamber.
Form a ribbon-shaped ion beam 222 that is slightly wider than the smaller dimension of 202.

【００６８】図６及び図７の注入装置200 は、パネル20
2 を均一に処理するためにパネルが制御速度でビームを
通過移動できるようにするパネルコンベヤ230 を備えて
いる。プラズマを発生するガスが供給源240 からイオン
源室220 に接続された導管242 へ送られる。供給源には
複数の異なったガス原料が設けられている。これによっ
て、多数の異なったガスをイオン源室220 内でイオン化
することができる。The injection device 200 of FIGS. 6 and 7 has a panel 20
A panel conveyor 230 is provided which allows the panels to move through the beam at a controlled speed for uniform treatment of the two. Gas generating plasma is sent from the supply source 240 to a conduit 242 connected to the ion source chamber 220. The source is provided with a plurality of different gas feedstocks. This allows a number of different gases to be ionized within the ion source chamber 220.

【００６９】ビーム222 はイオン源室220 から短いほぼ
直線状の経路で注入室210 へ進む。イオンビーム222 を
曲げる磁石は必要ない。従って、フォトレジスト等の汚
染物がイオン源室220 の領域に達することができる。こ
のため、イオン源室からイオンビーム片を引き付けるた
めに使用されている抽出電極に相対バイアスを掛けるこ
とができることが重要になる。これらの電極に相対バイ
アスを掛けることによって、電極の化学エッチングを行
うことができる。The beam 222 travels from the ion source chamber 220 to the implantation chamber 210 in a short, substantially straight path. No magnet is needed to bend the ion beam 222. Therefore, contaminants such as photoresist can reach the region of the ion source chamber 220. For this reason, it is important to be able to apply a relative bias to the extraction electrodes used to attract the ion beam fragments from the ion source chamber. By applying a relative bias to these electrodes, chemical etching of the electrodes can be performed.

【００７０】イオン源室内へ循環させる材料の選択は他
の処理変数の制御と共に、注入装置の側部の操作盤250
でコマンドを入力するオペレータによって行われる。こ
の操作盤250 は、汚染物クリーニングを行う方法を平形
パネルを処理する手段と共に制御するためにも使用でき
る。The selection of materials to be circulated into the ion source chamber, along with the control of other process variables, is a control panel 250 on the side of the implanter.
It is done by the operator entering the command at. The control panel 250 can also be used to control how contaminant cleaning is done, along with means for treating flat panels.

【００７１】以上に本発明をある程度特定化して説明し
てきたが、添付の請求項に限定されている発明の特許請
求の範囲内において追加、変更、削除を加えることがで
きることは当業者には理解されるであろう。Although the present invention has been described with a certain degree of specificity, it will be understood by those skilled in the art that additions, changes, and deletions can be added within the scope of the claims of the invention limited to the appended claims. Will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】イオン源、ビーム形成及び成形構造部及び注入
室を備えたイオンビーム注入装置の、一部断面図で示す
上面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional top view of an ion beam implanter including an ion source, a beam forming and shaping structure, and an implant chamber.

【図２】図１のイオンビーム注入装置の四重極レンズア
センブリの拡大上面図である。2 is an enlarged top view of a quadrupole lens assembly of the ion beam implanter of FIG.

【図３】図２の四重極アセンブリのイオンビーム分解プ
レートの、図２の３−３線で示された平面から見た前面
図である。3 is a front view of the ion beam disassembling plate of the quadrupole assembly of FIG. 2 as seen from the plane indicated by line 3-3 of FIG.

【図４】図２の四重極アセンブリのシールド板の、図２
の４−４線で示された平面から見た前面図である。4 is a shield plate of the quadrupole assembly of FIG.
4 is a front view seen from the plane indicated by line 4-4 in FIG.

【図５】図１のイオンビーム注入装置のイオンビーム中
和器の拡大上面図である。5 is an enlarged top view of the ion beam neutralizer of the ion beam implanter of FIG.

【図６】平形パネルディスプレイに使用する平形パネル
の注入に使用されるイオンビーム注入装置の上面図であ
る。FIG. 6 is a top view of an ion beam implanter used for implanting a flat panel for use in a flat panel display.

【図７】平形パネルディスプレイに使用する平形パネル
の注入に使用されるイオンビーム注入装置の正面図であ
る。FIG. 7 is a front view of an ion beam implanter used for implanting a flat panel used for a flat panel display.

【図８】イオン注入室のグロー放電クリーニングを実施
するための電極を備えたイオンビーム室の一部分の拡大
断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of an ion beam chamber provided with electrodes for performing glow discharge cleaning of the ion implantation chamber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 イオンビーム注入装置 12 イオン源 14 イオンビーム 17 イオン注入室 21 真空ポンプ 22 質量分析磁石 24 電極 44 中和器 10 Ion beam implanter 12 Ion source 14 Ion beam 17 Ion implantation chamber 21 Vacuum pump 22 Mass spectrometric magnet 24 Electrode 44 Neutralizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (71) Applicant 390033020 Eaton Center, Cleveland and Ohio 44114, U.S.A. S. A.

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 イオン源材料からイオンを発生させてそ
のイオンをイオンビーム(14)に形成するイオン源(12)を
備え、イオンビームがイオン注入室(17)まで軌道に沿っ
て脱気領域内を通るビーム経路を進むようにしたイオン
注入装置(10)の内側表面に付着している汚染物質を除去
する方法であって、 ａ）汚染物質を内側表面から離脱させるために注入装置
の脱気領域と接触している内側表面にイオンビームが衝
突するようにイオンビーム(14)の軌道を調節する工程
と、 ｂ）離脱した汚染物質を注入装置の脱気領域から除去す
る工程とを有していることを特徴とする方法。1. An ion source (12) for generating ions from an ion source material and forming the ions into an ion beam (14), the ion beam being degassed along an orbit to an ion implantation chamber (17). A method of removing contaminants adhering to an inner surface of an ion implanter (10) adapted to follow a beam path therethrough, comprising: a) removing the implanter to dislodge the contaminants from the inner surface. There are steps of adjusting the trajectory of the ion beam (14) so that the ion beam impinges on the inner surface in contact with the air region, and b) removing the detached contaminants from the degassing region of the implanter. The method characterized by doing. 【請求項２】 イオン注入装置には、イオンビームが通
過する磁界を発生するための質量分析磁石(22)が配置さ
れ、調節工程は、イオンビームを注入装置の内側表面に
衝突する方向に向けるためにイオンビームが磁界を通過
する時に、イオンビームの方向を変更する工程を有して
いることを特徴とする請求項１に記載の汚染物質除去方
法。2. The ion implanter is arranged with a mass analyzing magnet (22) for generating a magnetic field through which the ion beam passes, and the adjusting step directs the ion beam to impinge on the inner surface of the implanter. The method according to claim 1, further comprising the step of changing the direction of the ion beam when the ion beam passes through the magnetic field. 【請求項３】 イオン注入装置には、イオンビーム経路
の一部分の周囲に１組の電極(24)が配置され、前記調節
工程は、イオンビームをイオン注入装置の内側表面に衝
突させるためにイオンビームが電極組を通過する時に、
イオンビームの方向を変更できるように少なくとも１つ
の電極を調節可能に励起することによって実行されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の汚染物質除去方法。3. The ion implanter is provided with a set of electrodes (24) around a portion of the ion beam path, the conditioning step comprising ion bombardment to impinge the ion beam on an inner surface of the ion implanter. As the beam passes through the electrode set,
A method according to claim 1, characterized in that it is performed by adjustably exciting at least one electrode so that the direction of the ion beam can be changed. 【請求項４】 汚染物質は、ホウ素アイソトープを有し
ており、イオン源材料は、酸素ガス及び水素ガスの少な
くとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の汚
染物質除去方法。4. The pollutant removing method according to claim 1, wherein the pollutant has a boron isotope, and the ion source material contains at least one of oxygen gas and hydrogen gas. 【請求項５】 汚染物質はフォトレジスト材を有してお
り、イオン源材料はフッ素ガスを含むことを特徴とする
請求項１に記載の汚染物質除去方法。5. The pollutant removal method according to claim 1, wherein the pollutant has a photoresist material, and the ion source material contains fluorine gas. 【請求項６】 イオン注入装置には、ビーム経路が通る
イオンビーム中和器(44)が配置されており、イオンビー
ム中和器は、選択的に作動してイオンビームを発散さ
せ、また選択的に作動してイオンビームを中和するため
に電子放出を発生し、軌道を調節する工程は、イオンビ
ームを発散させることによって内側表面に衝突するよう
にイオンビームを向けて実行することを特徴とする請求
項１に記載の汚染物質除去方法。6. The ion implanter is provided with an ion beam neutralizer (44) through which the beam path passes, the ion beam neutralizer selectively operating to diverge and select the ion beam. Actuating to generate electron emission to neutralize the ion beam and to adjust the trajectory is performed by directing the ion beam to impinge on the inner surface by diverging the ion beam. The pollutant removal method according to claim 1. 【請求項７】 さらに、内側表面に衝突する方向にイオ
ンビームを向けるために質量分析磁石(22)を調整する工
程を有しており、この調整工程は、イオンビームが内側
表面のクリーニングすべき領域を反復掃引するように質
量分析磁石の調整を選択された反復パターンで変化させ
る工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の汚染物
質除去方法。7. The method further comprises adjusting the mass analysis magnet (22) to direct the ion beam in a direction to impinge on the inner surface, the adjusting step comprising cleaning the inner surface of the ion beam. A method according to claim 2 including the step of varying the adjustment of the mass spectrometer magnet in a selected repeating pattern so as to repeatedly sweep the area. 【請求項８】 さらに、内側表面に衝突する方向にイオ
ンビームを向けるために電極組(24)のうちの少なくとも
１つの電極の励起レベルを調節する工程を有しており、
このレベル調節工程は、イオンビームが内側表面のクリ
ーニングすべき領域を反復掃引するように少なくとも１
つの電極の励起レベルを選択された反復パターンで変化
させる工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の汚
染物質除去方法。8. The method further comprises adjusting the excitation level of at least one electrode of the electrode set (24) to direct the ion beam in a direction to impinge on the inner surface,
The leveling step includes at least one step so that the ion beam repeatedly sweeps the area of the inner surface to be cleaned.
4. A method according to claim 3 including the step of changing the excitation level of one electrode in a selected repetitive pattern. 【請求項９】 汚染物質が離脱した時にイオン源材料か
ら発生したイオンを汚染物質と化学結合させるようにす
ることを特徴とする請求項１に記載の汚染物質除去方
法。9. The pollutant removal method according to claim 1, wherein ions generated from the ion source material are chemically bonded to the pollutant when the pollutant is released. 【請求項１０】 内側表面に衝突する方向にイオンビー
ムを向ける工程は、ビームが衝突する領域を増加させる
ためにビーム発散を増加させる工程を含むことを特徴と
する請求項１に記載の汚染物質除去方法。10. The contaminant of claim 1, wherein directing the ion beam in a direction to impinge on the inner surface comprises increasing beam divergence to increase the area of impact of the beam. Removal method. 【請求項１１】 イオン注入装置の内側表面に付着して
いる汚染物質を除去する装置(10)であって、 ａ）イオン源材料からイオンを発生してそのイオンをイ
オンビーム(14)に形成し、イオンビームがイオン注入室
(17)まで軌道に沿って脱気領域内を通るビーム経路を進
むようにする手段(12 、24) と、 ｂ）汚染物質を内側表面から離脱させるために、イオン
注入装置の脱気領域と接触している内側表面にイオンビ
ームが衝突するようにイオンビームの軌道を調節する手
段(22、44) と、 ｃ）離脱した汚染物質をイオン注入装置の脱気領域から
除去する手段(21)とを有していることを特徴とする装
置。11. An apparatus (10) for removing contaminants adhering to the inner surface of an ion implantation apparatus, comprising: a) generating ions from an ion source material and forming the ions into an ion beam (14). And the ion beam is in the ion implantation chamber
Means (12, 24) to allow the beam path through the degassing region along the orbit to (17), and b) with the degassing region of the ion implanter to dislodge contaminants from the inner surface. Means for adjusting the trajectory of the ion beam so that the ion beam impinges on the contacting inner surface (22, 44), and c) means for removing the detached contaminants from the degassing area of the ion implanter (21). An apparatus having: 【請求項１２】 イオン注入装置は、イオンビームが通
過する磁界を発生する質量分析磁石(22)を備えており、
調節手段は、イオンビームを注入装置の内側表面に衝突
する方向に向けるために磁界を通過する時にイオンビー
ムの方向を変更する手段(11)を有していることを特徴と
する請求項11に記載の汚染物質除去装置。12. The ion implanter comprises a mass analysis magnet (22) for generating a magnetic field through which the ion beam passes,
The adjusting means comprises means (11) for changing the direction of the ion beam as it passes through the magnetic field in order to direct the ion beam towards the inner surface of the implanter. The pollutant removal device described. 【請求項１３】 イオン注入装置は、イオンビーム経路
の一部分の周囲に１組の電極(24)を配置しており、前記
調節手段は、イオンビームを注入装置の内側表面に衝突
させるために電極組を通過するイオンビームの方向を変
更できるように少なくとも１つの電極を調節可能に励起
する手段を備えていることを特徴とする請求項11に記載
の汚染物質除去装置。13. The ion implanter comprises a set of electrodes (24) arranged around a portion of the ion beam path, the adjusting means configured to impinge the ion beam on an inner surface of the implanter. 12. A contaminant removal device according to claim 11, comprising means for adjustably exciting at least one electrode so that the direction of the ion beam passing through the set can be changed. 【請求項１４】 イオン源材料は、酸素ガス、水素ガス
及びフッ素ガスのうちの少なくとも１つを含むことを特
徴とする請求項11に記載の汚染物質除去装置。14. The pollutant removal device according to claim 11, wherein the ion source material contains at least one of oxygen gas, hydrogen gas, and fluorine gas. 【請求項１５】 汚染物質は、ホウ素アイソトープを有
しており、イオン源材料は、酸素ガスと水素ガスの少な
くとも一方を含むことを特徴とする請求項11に記載の汚
染物質除去装置。15. The pollutant removal device according to claim 11, wherein the pollutant has a boron isotope, and the ion source material contains at least one of oxygen gas and hydrogen gas. 【請求項１６】 汚染物質は、フォトレジスト材を有し
ており、イオン源材料は、フッ素ガスを含むことを特徴
とする請求項11に記載の汚染物質除去装置。16. The pollutant removal device according to claim 11, wherein the pollutant includes a photoresist material, and the ion source material contains fluorine gas. 【請求項１７】 調節手段は、ビーム経路が通るイオン
ビーム中和器(44)を有しており、イオンビーム中和器
は、選択的に作動してイオンビームを発散させ、また選
択的に作動してイオンビームを中和するために電子放出
を発生し、軌道を調節する手段は、イオンビームを発散
させることによって内側表面に衝突する方向にイオンビ
ームを向ける手段を有していることを特徴とする請求項
11に記載の汚染物質除去装置。17. The adjusting means includes an ion beam neutralizer (44) through which the beam path passes, the ion beam neutralizer selectively operating to diverge the ion beam and selectively. The means for actuating to generate electron emission to neutralize the ion beam and to control the orbit comprises having means for directing the ion beam to impinge on the inner surface by diverging the ion beam. Claims to be characterized
11. The contaminant removing device according to item 11. 【請求項１８】 調節手段(11)は、内側表面に衝突する
方向にイオンビームを向けるように質量分析磁石(22)を
制御し、イオンビームが内側表面のクリーニングすべき
領域を反復掃引するように質量分析磁石の調整を選択さ
れた反復パターンで変化させる手段を含むことを特徴と
する請求項12に記載の汚染物質除去装置。18. The adjusting means (11) controls the mass analyzing magnet (22) to direct the ion beam in a direction to impinge on the inner surface so that the ion beam repeatedly sweeps the area of the inner surface to be cleaned. 13. The contaminant removal device of claim 12, including means for varying the adjustment of the mass spectrometer magnet in a selected repetitive pattern. 【請求項１９】 イオンビームがイオン注入装置の内側
表面のクリーニングすべき領域を反復掃引するように少
なくとも１つの電極の励起レベルを選択された反復パタ
ーンで変化させることによって、内側表面に衝突する方
向へイオンビームを向けるために電極組(24)のうちの少
なくとも１つの電極の励起レベルを調節する手段(11)を
有していることを特徴とする請求項13に記載の汚染物質
除去装置。19. A direction in which an ion beam impinges on an inner surface of an ion implanter by changing the excitation level of at least one electrode in a selected repetitive pattern to repetitively sweep a region to be cleaned. 14. A pollutant removal device according to claim 13, characterized in that it comprises means (11) for adjusting the excitation level of at least one electrode of the electrode set (24) for directing the ion beam towards the ion beam. 【請求項２０】 加工片をイオン処理するために、イオ
ンがイオン室から放出されるイオン源(12)と、加工片用
の支持体を内部に配置して、前記イオンがイオン源から
ビーム経路を進んで到着した後にこの進入したイオンを
室内に捕捉するイオン注入室(17)と、イオン源からイオ
ン注入室までのイオンビーム移動経路を定める脱気領域
と接しているイオンビーム形成構造部(22、24) と、前記
イオン源からイオン注入室までの脱気領域内を進むイオ
ンビーム移動を制御する注入コントローラとを備えてい
る、加工片を処理するイオン注入装置であって、 ａ）汚染物質をイオン注入室内の脱気領域から除去する
手段(21)と、 ｂ）汚染物質をイオン注入室内の脱気領域からその場所
で除去する構造部(83、120、17) とを有しており、該構造
部は、 ｉ）イオン注入室の脱気領域と接触している第１，第２
の導電性電極を有しており、前記第１，第２の導電性電
極のうちの一方の導電性電極は注入室内でのイオンプラ
ズマの形成を促進する位置に設けられ、プラズマ内のイ
オンは前記一方の導電性電極に非常に近接した領域で汚
染物質と結合するようになっており、 ｉｉ）さらに、一方の導電性電極の領域内にイオンプラ
ズマを維持するために第１，第２の導電性電極間に電位
を与えるバイアス手段を有していることを特徴とするイ
オン注入装置。20. An ion source (12) from which ions are ejected from an ion chamber and a support for the workpiece are disposed inside to ion-process the workpiece, and the ions are beam-passed from the ion source. The ion beam forming structure (17) that is in contact with the ion implantation chamber (17) that traps the ions that have entered the chamber after arriving at and the degassing region that defines the ion beam movement path from the ion source to the ion implantation chamber ( 22 and 24) and an implantation controller for controlling the movement of an ion beam traveling in a degassing region from the ion source to the ion implantation chamber, the ion implantation apparatus for treating a workpiece, comprising: a) contamination. A means (21) for removing the substance from the degassing region in the ion implantation chamber, and b) a structure (83, 120, 17) for removing contaminants from the degassing region in the ion implantation chamber in situ. And the structure has: i) an ion The first is in contact with the degassing area of the entrance, the second
Of the first and second conductive electrodes is provided at a position that promotes the formation of ion plasma in the implantation chamber, and the ions in the plasma are Is adapted to bind contaminants in a region very close to said one conductive electrode, and ii) further to maintain an ion plasma in the region of one conductive electrode, An ion implantation apparatus having a bias means for applying a potential between the conductive electrodes. 【請求項２１】 第１導電性電極は加工片支持体(83)を
有しており、イオン注入室(17)は導電性の内側壁を有し
ており、第２導電性電極はイオン注入室の脱気領域を形
成している導電性内側壁から電気的に絶縁された導電性
電極(120) を有していることを特徴とする請求項20に記
載のイオン注入装置。21. The first conductive electrode has a workpiece support (83), the ion implantation chamber (17) has a conductive inner wall, and the second conductive electrode has ion implantation. 21. The ion implanter according to claim 20, characterized in that it has a conductive electrode (120) electrically insulated from the conductive inner wall forming the degassing region of the chamber. 【請求項２２】 イオン注入室(17)は導電性の内側壁を
有しており、第１導電性電極(120) はイオン注入室の導
電性の内側壁から電気的に絶縁された電極であり、第２
金属部材が前記導電性内側壁を有していることを特徴と
する請求項20に記載のイオン注入装置。22. The ion implantation chamber (17) has an inner conductive wall, and the first conductive electrode (120) is an electrode electrically insulated from the inner conductive wall of the ion implantation chamber. Yes, second
21. The ion implanter according to claim 20, wherein the metal member has the conductive inner wall. 【請求項２３】 イオン源(12)からイオン注入室(17)ま
でのイオンビーム移動経路を定める脱気領域に接してい
るイオンビーム形成構造部を介して、イオン源(12)から
のイオンビーム(14)を指向させることによって、このイ
オンビームがイオン注入室(17)内で加工片用の支持体(8
3)上に載置された１つまたは複数の加工片を処理するよ
うになっており、またイオン源からイオン注入室(17)ま
での脱気領域を通ってイオンビームの移動を制御する注
入コントローラ(11)を備えているイオン注入装置(10)を
維持するための方法であって、 第１，第２の導電性電極をイオン注入装置の脱気領域と
接触させて、前記第１，第２の導電性電極のうちの一方
の導電性電極を前記脱気領域内のイオンプラズマの形成
を促進する位置に設けて、プラズマ内のイオンが前記一
方の導電性電極に非常に近接した領域で汚染物質と結合
するようにしてイオン注入装置の脱気領域から汚染物質
を除去する工程と、一方の導電性電極の領域内にイオン
プラズマを維持するために第１，第２の導電性電極間に
電位を与える工程とを有していることを特徴とする方
法。23. An ion beam from an ion source (12) via an ion beam forming structure which is in contact with a degassing region that defines an ion beam moving path from the ion source (12) to the ion implantation chamber (17). By orienting (14), this ion beam causes the workpiece support (8) in the ion implantation chamber (17).
3) Implants designed to process one or more workpieces mounted on it and control the movement of the ion beam through the degassing region from the ion source to the ion implantation chamber (17). A method for maintaining an ion implanter (10) comprising a controller (11), comprising contacting a first and second conductive electrode with a degassing region of the ion implanter, One of the second conductive electrodes is provided at a position that promotes the formation of ion plasma in the degassing region, and the ions in the plasma are very close to the one conductive electrode. Removing the contaminants from the degassing region of the ion implanter so as to combine with the contaminants at the first and second conductive electrodes to maintain an ion plasma in the region of one conductive electrode. And a step of applying a potential between How.